Linux 內核的測試和調試（6）

寫好代碼後，編譯它。把 make 過程產生的輸出保存到文檔中，查看新代碼有沒有警告信息。找到所有的警告信息，處理掉。當你的代碼編譯過程沒有任何不正常的輸出，安裝這個內核，然後啟動測試。如果啟動正常，查看 dmesg 裡面有沒於錯誤，與老內核生成的 dmesg 日誌做個比較。運行一些壓力測試，請參考我們以前講過的測試內容。如果這個補丁用於修復某個 bug，請確保真的已經修復了。如果真的修復了，請確保能通過系統測試。找出打你補丁的模塊下面的回歸測試工具，運行一下。如果補丁涉及到其他架構，你需要交叉編譯然後測試一下。請通過下面的目錄查找測試工具：

• linux_git/Documentation
• linux_git/tools/testing
• 交叉編譯參考：在 x86_64 架構上交叉編譯 Linux 內核：初學者教程

如果你對你的補丁測試結果感到很滿意，你就可以提交補丁了。請確保提交 commit 的信息要描述得非常清楚。要讓內核維護者和其他開發者看懂補丁所修改的內容，這一點非常重要。生成補丁後，執行 scripts/checkpatch.pl 腳本，找到 checkpatch 是產生的錯誤或警告（如果有的話），修復它們。重新生成補丁，直到補丁通過這個腳本的測試。重新測試這個補丁。將本補丁用於其他的內核源碼上，保證不會有衝突產生。

現在你做好提交補丁的準備了。先運行 scriptst/get_maintainer.pl 來確認你應該把補丁發給哪個內核維護者。注意不要以附件形式發送補丁，而是以純文本形式粘貼在郵件裡面。確保你的郵件客戶端可以發送純文本信息，你可以試試給自己發送一份補丁郵件來測試你的郵件客戶端的功能。收到自己的郵件後，運行 checkpatch 命令並給自己的內核源碼打上你的補丁。如果這兩部都能通過，你就可以給 Linux 郵箱列表發送補丁了。使用 git send-email 命令是提交補丁最安全的方式，可以避免你的郵箱的兼容性問題。你的 .gitconfig 文件裡面需要配置好有效的 smtp 伺服器，詳細操作參考 git 的幫助文檔。

更多提交補丁的規矩，請參考下面的資料：

• linux_git/Documentation/applying-patches.txt
• linux_git/Documentation/SubmitChecklist
• linux_git/Documentation/SubmittingDrivers
• linux_git/Documentation/SubmittingPatches
• linuxgit/Documentation/stablekernel_rules.txt
• linuxgit/Documentation/stableapi_nonsense.txt

下面是一些內核測試教程的資料：

• USB Testing on Linux
• Linux Kernel Tester's Guide Chapter2
• Linux Kernel Tester's Guide
• Testing resources at eLinux.org
• eLinux Debugging Portal

內核測試套件和項目

除我們討論過的測試資源之外，這裡還有很多測試項目值得介紹，包括開源的和廠家自己提供的。這些項目每一個都是針對特定領域的，比如嵌入式或者企業自己使用。我們簡單過一下。

Linux 測試項目（LTP）測試套件是一系列工具的集合，用於測試內核的可靠性、健壯性和穩定性。你可以為這個項目添加自己的測試代碼，並且 LTP 項目歡迎你貢獻自己的代碼。runltp 腳本默認情況下會測試下面的子系統：

• 文件系統壓力測試
• 磁碟 IO 測試
• 內存管理壓力測試
• IPC（進程間通信）測試
• 調度器測試
• 命令的功能性驗證測試
• 系統調用功能驗證測試

LTP-DDT 是一個基於 LTP 的測試應用（LCTT：就是 LTP 的閹割版么），專註於測試嵌入式設備驅動。

Linux Driver Verification 這個項目的目標是提高 Linux 設備驅動的質量，它為設備驅動驗證開發了集成環境平台，並且利用與時俱進的研究來增強驗證工具的質量。

一致性測試

如果你有將某個 Unix 平台下的應用一直到另一個平台的經驗，你就能理解 Linux Standard Base (LSB) 和 LSB 一致性測試套件的重要性了。LSB 是 Linux Foundation 工作組創建的用於降低支持不同 Linux 平台所需要的開銷，方法就是通過降低不同 Linux 發行版之間的差別，保證應用在不同發行版之間的可移植性。前事不忘後事之師，Unix 世界的分歧在 Linux 世界一定要避免。這就是為什麼你可以把一個 rpm 包轉化成 deb 包後還能安裝並正常運行的秘密。

靜態分析工具

靜態分析之所以會被稱為「靜態分析」，是因為這些工具只分析代碼，並不執行它們。分析 Linux 內核代碼的靜態分析工具有很多，Sparse 是 Linus Torvalds 寫的專門用於檢查內核靜態類型的工具。它是一個語義檢查器，會為 C 語言的語義建立語義檢析樹，執行惰性類型評估。內核編譯系統支持 sparse，並且為編譯內核的命令提供開啟 sparse 的選項。

為內核所有需要重新編譯的 C 文件執行 sparse 語義檢查：

make C=1 allmodconfig

為內核所有 C 文件（即使不需要重新編譯）執行 sparse 語義檢查：

make C=2 allmodconfig

Sparse 的資源：

• Sparse Archive
• Sparse How To

Smatch 分析程序代碼的邏輯錯誤。它可以檢測到諸如「為一個沒鎖上的 spinlock 執行解鎖」的邏輯錯誤。內核源碼支持 smatch：

在 Linux 內核中運行 smatch：

make CHECK="~/path/to/smatch/smatch -p=kernel" C=1 bzImage modules | tee warns.txt

請參考下面的資料來獲取和編譯 smatch。需要注意的是 smatch 是個正在發展的項目，架構會不斷變化。

• Smatch

那麼我們該怎麼處理 Sparse 和 Smatch 所發現的語義和邏輯上的錯誤呢？一些錯誤可以被分離為日常問題或模塊問題，可以輕易被解決。但是有些語義錯誤涉及到全局，因為剪切粘貼了一些代碼。在一些環境中，當一些介面函數被廢棄不再使用，或者僅僅做了寫微小的修改，你就需要大規模更新源碼。這時候你需要 Coccinelle 來幫忙。，Coccinelle 使用 SmPL 語言（語義包語言）來為 C 代碼提供匹配和轉換代碼的功能。Coccinelle 的從一開始就作為 Linux 的附屬產品持續發展的。

舉個例子：foo(int) 函數突然變成 foo(int, char *) 函數，多出了一個輸入參數（可以把第二個參數置為 null）。所有調用 foo() 函數的代碼都需要更新了，這可能是個悲摧的體力活。但是使用 Coccinelle 的話，這項工作瞬間變得輕鬆，腳本會幫你找到調用 foo(parameter1) 的代碼，然後替換成 foo(parameter1, NULL)。做完這些後，所有調用這個函數的代碼都可以運行一遍，驗證下第二個參數為 NULL 是否能正常工作。關於 Coccinelle 的更多信息，以及在不同項目中（當然，也包括 Linux 內核這個項目）的使用方法，請參考項目主頁：Cocinelle。

參考文獻

本文涵蓋了很多方面，這裡列出一些參考文檔供讀者做進一步研究。

• KernelHacking
• kernel Documentation
• Linux Device Drivers, Third Edition
• Dynamic Event Tracing in Linux Kernel
• Kernel Testing: Tool and Techniques

鳴謝

感謝來自 Oracle 的 Khalid Aziz，審查校對並提供許多非常有價值的建議。感謝來自三星的 Mauro Chehab 和 Guy Martin，他們給了我多次反饋。感謝來自 Linux Foundation 的 Grey Kroah-Hartman 對本文的審閱。感謝來自三星的 Ibrahim Haddad，沒有他的支持和鼓勵，我可能還不會坐下來寫出這篇文章。

作者：Shuah Khan

Shuah Khan 是三星公司開源組的高級 Linux 內核開發工程師。 她為 Linux 內核中的 IOMMU、DMA、電源管理、PCIe 貢獻代碼，同時維護內核，為內核提供補丁包。Shuah 有多年 Unix 內核開發經驗。她也為 OpenHPI 和 LLDP 項目作貢獻。

via: http://www.linuxjournal.com/content/linux-kernel-testing-and-debugging?page=0,5

譯者：bazz2 校對：wxy

本文由 LCTT 原創翻譯，Linux中國 榮譽推出

本文轉載來自 Linux 中國: https://github.com/Linux-CN/archive